公用工程及外管管理ppt课件.ppt
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1、2019/5/30,公用工程及外管管理知识,周 清,2019/5/30,公用工程,一、一次水 二、循环水 三、除盐水 四、热力系统 五、供用电 六、氮气 七、仪表空气 八、燃料气,2019/5/30,一、一次水,水在化工生产中的作用,水可作为原料(如合成氨生产中先用水产生蒸汽,再用蒸汽参与变换过程),也可用作配制溶液等,但水在化工生产中更多的用途还是用作换热介质以满足工艺要求。 由于工艺生产对供水品质的要求不同和考虑到对水资源的充分利用,在生产过程中形成了各品类的水及对水的各种处理(如串级使用的二次水、三次水,还有循环水及化学处理水等)。,1、概述,2019/5/30,我厂的一次水源为地下水取
2、自羊庄盆地。根据山东省枣庄市羊庄盆地水文地质初步勘探报告及山东省地质局第三水文地质队1981年12月提供的报告可知,该盆地地下水资源较为充足。枣庄市水力资源委员会1987年1月提供的资料表明,该盆地地下水可开采量为每日15万立方米,鲁化一期工程用水大约每日4万立方米,现日采水量1.5万立方米,二期工程用水量大约为每日3万立方米,现日采水量2.5万立方米;加之83年以后滕枣煤田渐向滕北、滕南转移且莱村魏庄煤矿相继减产或停产,本区水源可开采余地还很大。(国泰采水量为2万立方米/d) 该区地下水羊庄水源地最高水位为0.5m,04年枯水季节最低水位18米,石湾水源地水最高水位为13米,最低水位34米,
3、水质属奥陶系灰岩地下水,矿化度为0.3g/L,是比较优良的工农业水源。,一、一次水,1、概述,2019/5/30,以上分析结果表明,我厂的一次水水质属HCO3Ca型,有明显的结垢倾向。,一、一次水,1、概述,2019/5/30,2、老系统一次水,本系统的水源为羊庄水源地地下水,羊庄水源地距厂区约4km,共有6眼深井,深井泵装机总容量为2080m3/h,该水源地设计供水量为1400m3/h,6台深井泵的编号分别是3#、4#、9#、10#、11#、12#,要求水源地动水位不低于14m。,2019/5/30,2.1 老系统供水结构,由于一期工程更多指“老系统”,虽然并不确切但已约定俗成,它实际上包含
4、了“老系统”及二扩系统的空分,习惯起见,下文老系统泛指一期工程,新系统指二期工程。 老系统的供水结构简化表示为: 水源地深井泵 一次泵房清水泵 一次水管网 各用户 总体而言老系统供水管网为树状网结构。 羊庄水源地所来的两条DN500的供水管线(称南管与北管)在桥口村与水泥厂之间有排气放水装置,并在106循环水池内设有超压泄水安全装置,该装置采用DN300的钢管与一次泵入口母管相连,装置主体为一1000水封槽,出水孔径400,水封高度4m,最大超压出水量为500m3/h,设计超压泄水压力为0.04MPa,实际运行中水源外管压力可维持在0.035MPa以下,超压时超压装置则自动泄水以防外管爆破。,
5、2019/5/30,2.1 老系统供水结构,对一次泵而言,水源地至一次泵间的管线称外管;经一次泵加压后至用户的管线称总管,依操作法要求: 一次泵外管压力应控制0.02MPa(表),总管压力应控制0.3MPa(表)。 从水源地来的一次水经一次泵加压后送往一次水管网,主要供合成冷排、尿素框架及其它厂内外零星用户。 生产车间用过的水,绝大部分作二次水、三次水复用,少部分用于设备冷却和生活用水排掉,复用水大部分送除盐水岗位用作除盐水水源,少部分回到106循环水作为循环水补水。 106循环水岗位也是一次水的加压泵站,其中共有三台一次水加压泵称清水泵,三台清水泵的设备规格是: 水泵型号:12sh-9A,流
6、量720m3/h,扬程49m 配用电机:Jso2116-4,功率155kW,额定电流285A,2019/5/30,2.2 老系统用水平衡,在正常运行方式下(即水源地开三台大泵或两大一小泵)夏季清水泵开两台,冬季运行一台的情况下,总的供水量为6501000m3/h。用水平衡如下: 其中用水大户为合成冷排用量390m3/h,尿素惰洗器洗涤器、二表冷用量150200m3/h等。下面是各分厂的一次水用户:造气一次水用于炉条机小齿轮冷却水、鼓风机冷却水、油泵冷却水,合计用量50m3/h,电除尘冲洗及冷却水(间断使用)及102循环水池补水等用量20m3/h;净化主要用于氮气水冷器(正常不用)、机泵冷却水用
7、量40m3/h等;合成主要用于冷排下段及循环机、压缩机油冷等;尿素泵房的氨泵、甲铵泵、二氧化碳压缩机油冷却水、大颗粒冷却水等用量50m3/h,新热电主要用于汽机油冷、空冷、风机、和锅炉房冷却用水等,用量50m3/h。 空分主要用于空冷塔冷却水及208循环水池补水,用量4080m3/h(正常时用新系统水)。 钾盐公司:有两条DN100一次水管线进入分厂,引水点均在净化,其中一条管线进入车间后变为DN125管线,主管线上有计量位号FIQ204。一次水主要供螺旋输送机及三车间化盐之用,40m3/h。,2019/5/30,3、新系统一次水,本系统水源取自羊庄镇后石湾村。后石湾也处于羊庄盆地,前已述及,
8、该盆地水源比较丰富。本地共打深井5眼,设5台深井泵、4台加压泵。5台深井泵将提取的水打入水源地一容积为300m3的吸水池,吸水池有较完善的排水及溢流装置。4台加压泵抽取吸水池的水加压后汇入两条DN400的输水管线,两管相距1.2米、平行走向。此两条输水管线来水再汇入鲁化生活区东山高位水池。该水池容积1200m3,正常时约有1.5小时的用水缓冲量。设计最大供水能力1700m3/h。,2019/5/30,3.1 新系统供水结构及流程,该供水工程为鲁化二扩工程的组成部分。它由水源地和输水管二部分组成,平均小时供水量约1200m3/h,事故供水量即单管供水量按70供水量考虑;高位水池与新系统的位差57
9、m,进入新系统的一次水压应不小于0.5MPa。 输水管线管材为级砂型离心铸铁管,工作压力0.75MPa,试验压力2.5MPa,在跨越铁道及河堤处采用焊接钢管。 为防止水锤事故发生,水源地往高位水池送水的两条管线各有一水锤消除器,其为自闭式水锤消除器,口径150mm,开启压力为0.2MPa,自闭压力0.4MPa,所配锤重50kg,自闭时间137s。 更详细的供水流程见图纸。总体上讲,新系统一次水用户管网是一种环状网,也是一种比较合理的供水结构。,2019/5/30,3.2 新系统用水平衡,用水大户为合成冷排用量150m3/h,尿素二表冷用量150m3/h等,净化贫液水冷器E401用量150200
10、m3/h、净化贫液水冷器E4001用量180300m3/h 。 另外,在高位水池至二扩厂区的供水管线上还有不少用户,它们是: 山上生活区:管径为DN150,阀门井在南区33#楼附近,接在两条输水管线上,与生活区供水管网连通,正常时间供给生活区用水。流量150m3/h。 塑业公司、甲胺及木糖等:阀门在塑业公司院内地井处,送甲胺的阀门为DN100,送塑业公司的为DN80。管线接在塑业供水管线上,流量为塑业:10m3/h、甲胺:60m3/h、大地公司生活用水:20m3/h。,2019/5/30, 空分:阀门塑业公司院内地井处,接有去罐区供水管线,罐区地井接有去木糖醇供水管线,总体用量20m3/h,入
11、工段阀门在大空分办公楼南DN100管线。该管线为新老系统联通管,正常情况下关闭。 NHD、煤化工中心等:阀门在NHD院内DN100管线,接有去经营楼、天润写字楼、南门岗亭生活用水,总体用量50m3/h。 氨库西主管线接有去国泰DN80管线,用量100m3/h; 净化东管廊接有去西门快餐厅DN20管线,用量5m3/h;去新型材料公司公司DN50管线,用量20m3/h,并接有去拓博公司DN25管线,用量20m3/h。 因此,新系统总用水量为100012003/h,由此可见,该供水系统处于满负荷运行状态。,3.3 新系统用水平衡,2019/5/30,3.4 新系统供水情况,净化:用于贫液水冷器、压缩
12、机水冷器、各机泵冷却用水。 合成:用于氨库、氨吸收的氨水冷却器、合成冷排、废锅炉水取样冷却器、压缩机及其附属设备。 净化:贫液水冷器、各机泵冷却密封水。 合成:生活用水、消防水。 尿素:用于二表冷(为大户)、CO2压缩机油冷、水环式压缩机、融熔泵、氨泵、一甲泵、空压机冷却用水等。 循环水池补水:正常用三次水补入,特殊情况下采用一次水,一次水补水管径为DN150。,2019/5/30,3.5 新系统正常运行方式,一次水各用户使用一次后汇入二次水管网,二次水管网的用户再利用形成三次水,二次水的最大用户是冰机的氨冷器,回水汇入三次水管网,这部分水(550m3/h)分别用于401、703循环水池补水、
13、热电站3#汽机冷却水、除盐水的水源,剩余部分并入老系统一次水管网,联通阀位于原料钳工房北。一次水、二次水、三次水(16#变电所处)的状态是:一次水联通阀关,二次水联通阀关,三次水联通阀开;原料钳工房处地井DN200联通阀也处全开位置;冰机处去循环水池补水阀开,冰机三次水地沟排水阀稍开。除盐水站处热电站来水阀全开,18#阀关,19#阀适当调节,配合冰机排地沟调整三次水管网压力。,2019/5/30,4、附属供水系统,鲁化生活区主水源有两路,分别来自羊庄和后石湾。引水干管共2条。其中一条引自一次泵出口总管,管径为DN200,沿线不设用户,直入球场东泵房内,经管道泵加压后打入东山蓄水池。东山蓄水池下
14、行管线DN150进入生活区供水管网,沿线供给招待所、技校及生活区。另一条管线从高位水池下行的两条水管的联通管线上接出,管径为DN150,此水管并入生活区供水管网,正常生活区由此管线供水,联通阀位于33#楼附近。 农场的水源取自球场东加压泵出口管线,管径为DN100。 技校用水同属生活区供水管网,引水管共三条,两条DN100,一条DN50。,4.1生活区供水系统,2019/5/30,我厂外供水管网比较复杂,老系统一次水管网及二扩一次水管网都有引出位置。 老系统一次总管在调度楼下连有一条向厂前区供水的管线;另有一条DN200管线供木石一村、木石澡堂及厂东门澡堂,在此管线接出一路经管道泵加压后供新厂
15、办。在102循环水北接有去木石二村的 DN100的管线,供水量20m3/h;气化北墙处接有去木石二村的DN100管线和去木石镇的DN30支管(此管线已不用)。老系统去空分一次水管线上接有去金工和张秦庄的水管,用量在1020m3/h。 新系统供水管网在高位水池向新系统供水的管线上连有向甲胺(DN100)、塑业公司及编织袋厂、工程中心(DN100)、木糖(DN80)和NHD等的供水支管。 另外,木石邮电局、牧工商、信用社及一条街个体户用水均由生活区供水管网接出。,4、附属供水系统,4.2 外供水系统,2019/5/30,二、循环水,在工业冷却水系统中,采用经过水质稳定处理的循环水,不仅可以有效地防
16、止结垢与腐蚀,而且可以大量节约宝贵的一次水。 循环冷却水系统又分封闭式和敞开式两种。 在封闭式循环冷却水系统中,冷却水用过后不是马上排掉,而是收回再用,循环使用,在循环过程中,冷却水并不暴露于空气中,所以水量损失很小,水中含矿物质及离子含量一般不发生变化,而水的再冷却是在另一台换热器中用其他的冷却介质来冷却的,这种系统一般用于发电机等有特殊作用的单台换热设备,类似我厂尿素车间的温水循环系统。 在敞开式闭路循环冷却水系统中,冷却水不排放,循环使用,水的再冷却是通过冷却塔来进行的,因此冷却水在循环中要与空气接触,在通过冷却塔时会不断部分蒸发损失掉,因而水中各种矿物质和离子含量也不断浓缩增加,为了维
17、持各种矿物质及离子含量稳定在一定值,必须对系统补充一定量的冷却水,通常称补充水,并排出一定量的浓缩水,通常称排污水。,1、概述,2019/5/30,与循环水对比,那种冷却水只通过换热设备一次就排放的直流式冷却水系统尽管投资少,操作简单,但冷却水的操作费用大,而且不符合当前节约用水的要求,因此无论是从节水还是从经济、环保及生态平衡的要求出发,都应设法降低工厂的直接冷却水量,减少排污水,限制使用直流水,尽可能推广采用敞开式闭路循环水系统,并努力提高循环水的浓缩倍数。 我厂循环水系统属于敞开式闭路循环水系统。 我厂循环水系统的一般结构如下:,1、概述,2019/5/30,我厂的冷却塔是抽风逆流式冷却
18、塔,在老系统的循环水系统中,由于较低的浓缩倍数,没有象二扩循环水那样的旁滤及腐蚀监测装置。 冷却塔内的传热作用有两种,一是蒸发传热,二是接触传热。蒸发传热是当水在其表面温度下的饱和蒸汽压大于空气中水蒸汽分压时,水滴表面的水分子克服水分子间的吸引力而汽化逸于空气中,并带走汽化潜热,使液态水温度下降,蒸发热带走的热量约占冷却塔中传热量的7580;接触传热是当湿球温度低于水温时,热量从水传向空气,使水温降低,带走的热量是显热,约占冷却塔中传热量的2025。 一个好的循环水系统应该在使用中达到长期使用而不结垢,不产生腐蚀和无菌藻滋生,为此必须通过水质处理的办法对循环水加以管理和控制。 循环水系统的操作
19、控制指标有如下一些: 循环水的PH值,碱度,浊度,浓缩倍数,污垢分析,其他离子测定。 我厂循环水系统通常采用的防腐与阻垢措施,一般是大修期间循环水停车前投加杀菌灭藻剂和缓蚀阻垢剂。 我厂循环水系统包括:102循环水、电除尘循环水、106循环水、205循环水、208循环水、401循环水、703循环水、南区循环水、北区循环水。,1、概述,2019/5/30,2、全厂循环水平衡,2019/5/30,3、西院循环水平衡,2019/5/30,三、除盐水,天然水在其自循环中获得的各种杂质而形成水质,其中所包含的成份主要包括以下几种物质: 溶解盐类:主要由Ca2+、Mg2+、Na+、K+、Fe3+等阳离子和
20、HCO3-、SO42-、Cl-、NO3-、SiO32-等阴离子组成的可溶性矿物盐类,它们构成天然水化学成份的主体; 溶解气体如:CO2、O2、H2S等; 有机物如脂肪类、腐植酸等; 悬浮物如泥沙等; 微生物如藻类。 天然水中的Ca2+、Mg2+离子有一定浓度,当水被加热后,其溶解度降低就会有Ca2+、Mg2+以其盐的形式析出,附着于管道和设备形成水垢,严重影响设备的传质、传热效果,而其中的Cl-等阴离子会对不锈钢设备造成应力腐蚀,进入蒸汽后会使净化的催化剂中毒。因此必须将水进行处理才能适应生产。 水处理有多种方法。我厂采用的是离子交换法,设有除盐水岗位,该岗位对水进行集中处理供全厂使用。,1、
21、概述,2019/5/30,2、生产的工艺原理和流程,生产原理是利用离子交换法,除去水中的阳离子和阴离子,形成除盐水,失效后的树脂经再生剂再生,恢复其交换能力重复使用,反应方程式如下: 2RCOOH+Ca(HCO3)2(RCOO)2Ca+2H2CO3 2RCOOH+Mg(HCO3)2(RCOO)2Mg+2H2CO3 RH+NaClRNa+HCl 2RH+MgSO4R2Mg+H2SO4 2RH+CaCl2R2Ca+2HCl 2RH+Ca(HCO3)2R2Ca+2H2CO3 RNHOH+HClRNHCl+H2O 2RNHOH+H2SO4(RNH)2SO4+2H2O,2.1 工艺原理,2019/5/3
22、0,2、生产的工艺原理和流程,除盐水站I生产流程采用:弱酸阳离子交换器(前置床)强酸阳离子交换器(阳床)弱碱阴离子交换器(阴床)二氧化碳脱气塔浅除盐强碱阴离子交换器(硅床)除盐水流程。前置床采用D113弱酸性阳离子交换树脂,阳床采用0017强酸性阳离子交换树脂作交换剂,阳床失效后用盐酸作再生剂,附带失效的前置床一起再生。阴床采用弱碱性阴离子交换树脂作交换剂,以NaOH作再生剂。硅床采用D301作交换剂,以NaOH作再生剂。源水为三次水,其生产流程简述如下: 汇集于三次水池的三次水经三次泵加压至0.3MPa送前置床,除去水中部分重碳酸盐硬度,出水经接力泵加压至0.40.6MPa送往阳床,阳床为3
23、开2备,水中阳离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+等)与强酸性阳离子交换树脂反应,生成酸性水,随后进入阴床,水中的强酸阴离子(Cl-、SO42-等)与阴离子交换树脂反应而被除去,再经过二氧化碳脱碳器,脱除水中CO2后,进入除盐水箱,由浅除盐水泵加压经过硅床后供各用户。 除盐水生产的方框简图: 三次水三次泵前置床接力泵阳床阴床脱碳塔浅除盐水箱浅除盐水泵硅床及各用户。,2.2 除盐站生产流程,2019/5/30,2、生产的工艺原理和流程,除盐水站生产流程采用WAC-SAC-(DBG)-WBA-SBA串联系统(注:WAC-弱酸树脂,SAC-强酸树脂,DBG-脱碳器,WBA-弱碱树脂,SBA-强碱树
24、脂),双室复床单元制一级除盐水。设置双室满室阳床和双室满室阴床各2台,2个系列,每个系列额定出力200m3/h,制水周期约24h,周期制水量约4800 m3。 双室满室阳床直径为2500mm,下室装填AmberliteIRC76RF弱酸型树脂,上室装填Amberj1200Na强酸型均粒树脂。双室满室阴床直径为2500mm,下室装填AmberliteIRA96RF型弱碱阴树脂,上室装填Amberjet4200Cl型强碱均粒树脂。 来自管网的三次水压力为0.240.02Mpa从底部进入双室满室阳床下室,HCO3-离子首先被弱酸性阳树脂吸附,然后通过上室强酸阳床,水中大部分的Ca2+、Mg2+、Na
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